Содержание к диссертации
Введение
1. Современные представления о строении пищеварительной системы и особенностях пищеварения у трематод 13
1.1. Морфофункциональные и гистохимические особенности строения присосок 15
1.2. Особенности строения предфаринкса, фаринкса и пищевода; гистохимия пищеварительных желез 18
1.3. Морфофункциональные и гистохимические особенности строения кишечника (ультраструктура кишечника; секреторная деятельность кишечника) 20
1.4. Дополнительные структуры, участвующие в процессе пищеварения трематод 26
1.5. Особенности питания и пищеварения у трематод . 28
2. Материал и методы исследования 32
3. Морфофункциональные особенности и гисто химическая реактивность пищеварительной системы Gastrothylax crumenifer при паразитировании в желудке крупного рогатого скота 37
3.1. Морфофизиологические и биологические особенности трематоды вида Gastrothylax crumenifer - возбудителя гастротилеза крупного рогатого скота 37
3.2. Морфофункциональные и гистохимические особенности пищеварительной системы Gastrothylax crumenifer 41
3.3. Морфологические и гистохимические особенности вентральной камеры Gastrothylax crumenifer 53
4. Морфофункциональные особенности и гисто химическая реактивность пищеварительной системы трематод, паразитирующих в печени теплокровных животных 62
4.1. Морфофизиологические и биологические особенности трематоды вида Pegosomum saginatum — паразита печени птиц 62
4.2. Морфофункциональные и гистохимические особенности пищеварительной системы Pegosomum saginatum 64
4.3. Морфофизиологические и биологические особенности трематоды вида Parafasciolopsis fasciolaemorpha - возбудителя парафасциолопсоза лосей 75
4.4. Морфофункциональные и гистохимические особенности пищеварительной системы Parafasciolopsis fasciolaemorpha 77
5. Морфофункциональные особенности и гисто химическая реактивность пищеварительной системы трематод, паразитирующих в кишечнике теплокровных животных 87
5.1. Морфофизиологические и биологические особенности трематоды вида Stichorchis subtriquetrus - возбудителя стихорхоза бобров 87
5.2. Морфофункциональные и гистохимические особенности пищеварительной системы Stichorchis subtriquetrus 89
5.3. Морфофизиологические и биологические особенности трематоды вида Plagiorchis eutamiatis zibethicus — паразита кишечника ондатры 97
5.4. Морфофункциональные и гистохимические особенности пищеварительной системы Plagiorchis eutamiatis zibethicus 98
5.5. Морфофизиологические и биологические особенности трематоды вида Strigea strigis -паразита кишечника совиных птиц 103
5.6. Морфофункциональные и гистохимические особенности пищеварительной системы Strigea strigis 106
5.7. Морфофункциональная организация органа Брандеса Strigea strigis Ill Обсуждение некоторых результатов главы V 115
Таблицы к главам 3 — 5 117
Заключительное обсуждение результатов исследования 121
Выводы 139
- Особенности строения предфаринкса, фаринкса и пищевода; гистохимия пищеварительных желез
- Морфофункциональные и гистохимические особенности пищеварительной системы Gastrothylax crumenifer
- Морфофункциональные и гистохимические особенности пищеварительной системы Pegosomum saginatum
- Морфофункциональные и гистохимические особенности пищеварительной системы Stichorchis subtriquetrus
Введение к работе
Одним из важных вопросов теоретической и прикладной паразитоценологии является проблема комплексного изучения основных процессов жизнедеятельности гельминтов, их взаимодействия с условиями своей паразитарной ниши и со средой хозяина. Это согласуется с основным биологическим законом Рулье-Сеченова «О единстве организма и среды» жизни. Для гельминта эндостация в организме хозяина - это среда 1-го порядка, а условия существования самого хозяина - среда 2-го порядка.
Взаимоотношения хозяина и гельминта находятся в динамическом равновесии, для осуществления которого необходима адаптация друг к другу обоих компонентов паразитарной системы (Болл Г.Х., 1944; Логачев Е.Д., 1965, 1970, 1976; Колеватова А.И., 1979; Начева Л.В., Нестеренко Л.Т., 1981; Березанцев Ю.А., 1982; Астафьев Б.А., 1987; Астафьев Б.А., Яроцкий Л.С., Лебедева М.Н., 1989; Бритов В.А., 1989; Богданов В.Р., 1991, 1996; Начева Л.В., 1993; Штейнпрейс Т.А., Воробьева Е.И., 1995; Начева Л.В., Чернобай Г.Н., Штейнпрейс Т.А., 2000; Перминов А.А., 2000; Штейнпрейс Т.А., 2000). В ходе сосуществования, в организме и паразита, и хозяина происходят многочисленные изменения: развивается сложный комплекс компенсаторно-приспособительных реакций. Согласно И.И. Шмальгаузену (1969) «Отдельные изменения биологически координированных органов являются приспособлениями к известным сторонам внешней среды», В связи с этим большое значение имеет раскрытие механизмов, обеспечивающих приспособление организмов к паразитическому образу жизни, что в эволюционном отношении обуславливает интеграцию паразита со средой обитания. Одним из важнейших морфофункциональных комплексов, обеспечивающим адаптацию организма к условиям существования, и, в частности, к паразитическому образу жизни, является пищеварительная система (Логачев Е.Д., 1963; Беклемишев В.Н., 1970; Шульц Р.С, Гвоздев Е.В., 1972; Шишова-Касаточкина О.А, 1979; Начева Л.В., 1985; 1991).
Питание в системе «паразит-хозяин» - это чрезвычайно широкое понятие, которое является неотъемлемой частью обмена веществ и адаптивности двух биологически разных видов. Оно включает в себя целый ряд составляющих: способ добывания или захвата пищи, видовой состав пищевых объектов и симбионтов, особенности механизмов поступления, переваривания, всасывания, усвоения питательных веществ и их эффективной ценности (Начева Л.В., Маниковская Н.С., 2003).
При характеристике особенностей питания любого организма Л. Проссер (1977) указывал на необходимость учитывать 2 аспекта: физиологический, который отражает биохимический состав пищевого рациона, пищевые потребности, а также причины предпочтения того или иного вида корма; и экологический, который характеризует видовой состав пищи, распределение пищевых ресурсов, показывает особенности добывания пищи и специфику трофических связей в многоуровневых системах.
Ферментные системы животного организма всегда соответствуют химическим структурам субстратов пищи. Это правило проявляется как на уровне процессов пищеварения (наличие наиболее эффективного, последовательно действующего набора пищеварительных ферментов), так и на уровне тканей (наличие ферментных систем, осуществляющих поэтапное преобразование поступающих из пищеварительного тракта веществ) (Fabry et al., 1962; Павлов И.П., 1951 (1897); Кузнецов Н.Я., 1948; Покровский А.А., 1965, 1974; Шишова-Касаточкина О.А., Леутская З.К., 1979).
Большой интерес представляют гельминты, которые паразитируют в желудочно-кишечном тракте хозяина. Эта среда обитания характеризуется: разнородной морфологической организацией стенки на разных участках желудочно-кишечного тракта; непрерывным потоком пищевых масс; выработкой пищеварительных соков и ферментов; а также присутствием в отдельных органах простейших и микроорганизмов, которые играют неоднозначную роль, и могут являться как симбионтами своего хозяина, так и выступать в качестве антагонистов. П.Г. Ошмарин в 1959 году указывал на неоднородность пищеварительной системы хозяина в различных ее участках как среды обитания, что «вынуждает» паразита приспосабливаться к конкретным условиям. На основании этого им была разработана морфо-экологическая классификация гельминтов, учитывающая их локализацию в различных органах и тканях хозяина.
Актуальность. Изучение строения пищеварительной системы трематод, а также структур, которые прямо или косвенно связаны с процессом пищеварения (орган Брандеса, тегумент, вентральная камера), имеет большое значение для раскрытия физиологических механизмов переваривания пищи и адаптации гельминтов к характеру питания в процессе паразитирования. На настоящий момент отмечено лишь фрагментарное изучение пищеварительной системы сосальщиков, при этом, чаще всего, ученые рассматривали только структуру кишечного эпителия отдельных видов трематод в норме и после действия антигельминтных препаратов (Кублицкене О.А., 1962; Резник Г.К., 1963; Чубрик Г.К., 1967, 1971; Начева Л.В., 1974-1993; Панин В.Я., 1984; Ахметов К.К., 2004; Stephenson W., 1947; Thorsell W., Bjorkman N., 1965 и др.). Тогда как вопрос об изучении всей пищеварительной системы трематод разных эндостаций в пределах одной функциональной системы хозяина остается открытым. В связи с этим, актуальным является исследование возможных микроморфофизиологических механизмов, участвующих в формировании трофических связей в системе «паразит-хозяин», и обеспечивающих адаптацию гельминта в организме хозяина на примере органов пищеварения трематод с учетом среды 1-го и 2-го порядков.
Цель исследования.
Изучить морфофункциональные особенности органов пищеварения трематод, обеспечивающих адаптацию к паразитированию в разных эндостациях пищеварительной системы хозяина и выявить связь с условиями питания самого хозяина.
Задачи:
Изучить морфофункциональные особенности пищеварительной системы трематод и определить их зависимость от эндостации в организме дефинитивного хозяина (среда 1-го порядка).
Провести гистохимический анализ органов пищеварительной системы трематод.
Изучить микроморфологические особенности кишечника трематод разных эндостации,
Выявить микроморфологические особенности развития пищеварительных желез у трематод и определить их участие в процессе пищеварения.
Изучить основные типы пищеварения у трематод, и выявить их зависимость от локализации паразита в организме хозяина и от пищи, потребляемой самим гельминтом.
Определить роль дополнительных морфофункциональных блоков, участвующих в процессе пищеварения трематод.
Выявить зависимость организации пищеварительной системы трематод от специфики питания дефинитивного хозяина (среда 2-го порядка).
Научная новизна работы.
Получены оригинальные данные по морфофункциональной организации пищеварительной системы 6 видов трематод, паразитирующих в разных органах и железах пищеварительной системы окончательного хозяина.
Проведен микроморфологический и гистохимический анализ стенки кишечника 6 видов трематод.
Впервые проанализированы гистоэкологические особенности пищеварительной системы трематод в целом и, в частности, разных ее органов.
Впервые гистологически и гистохимически изучены и описаны органы пищеварительной системы Plagiorchls eutamiatis zibethicus и Parafasctolopsis fasciolaemorpha, а у Strigea strigis - орган Брандеса.
Впервые выявлены микроморфологические особенности пищеварительных желез трематод и показана степень их развития в зависимости от характера пищи паразита и условий его эндостации.
Изучены микроморфологические и гистохимические особенности дополнительных морфофункциональных блоков трематод, участвующих в процессе пищеварения.
По результатам гистологических и гистохимических исследований определены основные типы пищеварения и способы секреции кишечного эпителия 6 видов трематод, локализующихся в разных отделах пищеварительной системы окончательного хозяина.
Практическая значимость работы.
1. Для учебного процесса: Результаты микроморфологических исследований органов пищеварения при адаптогенезе трематод в системе «паразит-хозяин» расширяют имеющиеся знания о данном явлении в паразитологии в целом, поэтому могут быть использованы в курсах: «Зоология беспозвоночных животных» университетов и пединститутов при изучении типа Плоские черви и взаимоотношений между паразитом и хозяином; «Паразитология» медицинских, сельскохозяйственных и ветеринарных ВУЗов при изучении различных трематодозов человека, домашних и диких животных. 2. Для практического использования:
Теоретические положения могут быть использованы в научно-исследовательской работе лабораторий и НИИ соответствующего профиля для сравнительного морфологического анализа трематод и в качестве дополнительного таксономического признака при определении систематической принадлежности сосальщиков.
Результаты, полученные при изучении особенностей пищеварительной системы трематод разных эндостаций, могут быть использованы в лабораториях НИИ соответствующего профиля для создания новых адекватных препаратов, оказывающих разрушительное действие на все трофические связи гельминта.
Апробация диссертации.
Материалы диссертации были доложены:
На Всероссийской научной конференции-семинаре «Проблемы медицины и биологии», посвященной 275-летию РАН. г. Кемерово, 1999 г.
На научно-практической конференции «Молодые ученые Кузбассу. Взгляд в XXI век», г. Кемерово, 2001 г.
На Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых «Проблемы медицины и биологии», посвященной 60-летию Кемеровской области, г. Кемерово, 2003 г.
4. На научно-практической конференции «Актуальные вопросы теоретической и практической паразитологии», г. Омск, 2004 г.
ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ
1. Гистологические и гистохимические особенности строения « органов пищеварения 6 видов трематод, паразитирующих в различных эндостациях пищеварительной системы разных хозяев.
Морфо-экологическая характеристика организации пищеварительной системы трематод и дополнительных морфо-функциональных блоков, способствующих расширению функции пищеварения в условиях эндостации.
Микроморфологические особенности процессов пищеварения трематод в зависимости от потребляемых ими пищевых компонентов и специфики питания дефинитивного хозяина.
Особенности строения предфаринкса, фаринкса и пищевода; гистохимия пищеварительных желез
У большинства видов трематод на дне ротовой присоски располагается ротовое отверстие, исключение составляют представители подкласса Gasterostomata, у которых ротовое отверстие располагается на дне брюшной присоски (Гинецинская Т.А., 1968). У некоторых трематод (Heterophyidae, Acanthocolpidae, Cyclocoeiidae, Paragonimidae, надсемейство Brachylaemoidea) за ротовым отверстием следует предглотка (praepharynx) - короткая трубка мышечного строения (Догель В.А., 1962; Гинецинская Т.А., 1968; Фейзуллаев Н.А., 1980; Курочкин Ю.В., 1987). Вокруг предглотки располагаются железистые клетки. В литературе нами было обнаружено их описание только у Brachylaemus aequans и В. fuscatus (Ждярска 3., 1990). Гистохимически секрет этих желез положителен на белки с триптофаном, тирозином, цистеином и цистином и обладает активностью кислой фосфатазы. Протоки желез очень длинные, открываются на поверхность тегумента предглотки, а их секрет выделяется в просвет предглотки. Остается неясным, продвигается ли он дальше в кишечник, где способствует внутрикишечному пищеварению или попадает в ротовую присоску и принимает участие в экстракорпоральном пищеварении (Ждярска 3., Соболева Т.Н., 1990). У большинства трематод, вследствие отсутствия предфаринкса, после ротового отверстия следует глотка (pharynx) — мышечный орган округлой или овальной формы; ее размеры могут варьировать в зависимости от величины тела гельминта. У некоторых трематод, например, p. Apharyngostrigea (семейство Strigeidae) или отдельных представителей семейства Notocotylidae глотка может отсутствовать (Судариков В.Е., 1984; Филимонова Л.В., 1985). Глотка переходит в непарный пищевод, который представляет собой короткую или длинную прямую, реже S-образную трубку. Для Vasotrema robustum, паразита крови черепах, характерно сложное строение пищевода, образующего несколько дивертикулов, в которые открываются особые железы (Гинецинская Т.А., 1968). В ряде случаев, например, у некоторых представителей p. Plagiorchis, пищевод может отсутствовать (Скрябин К.И., Антипин, Д.Н., 1958). Вдоль пищеварительной трубки, в разных ее отделах, у многих трематод располагаются железистые клетки, которые выполняют функцию пищеварительных желез. До настоящего момента лишь некоторые ученые занимались изучением этого вопроса (Краснодембский Е.Г., 1976, 1977, 1980; Начева Л.В, 1993). Так, Л.В. Начева (1993) отмечает, что у трематод, паразитирующих в желудке позвоночных животных (парамфистом, лиорхов, каликофор, фишеидерий, гастротилов) пищеварительные железы хорошо выражены и многочисленны; у трематод, обитающих в поджелудочной железе и различных отделах кишечника, пищеварительные железы развиты слабо.
Недостаточность их функции, по мнению автора, компенсируется, с одной стороны, усилением питания через тегумент. С другой стороны у них в процессе эволюции отмечается появление новых железистых органов: у стригеат - органа Брандеса, у нотокотилид - вентральных папилл, способствующих процессам адгезии, и в целом ускоряющих проникновение питательных веществ в организм гельминта (Начева Л.В., 1974, 1979, 1993; Перминов А.А., 2004). Однако, другие авторы (Филимонова Л.В., 1985) указывают на то, что вентральные папиллы нотокотилид выполняют только респираторную и прикрепительную функции. Таким образом, в строении переднего отдела пищеварительной системы трематод (префаринкса, фаринкса, пищевода), а также в количестве, организации и гистохимической реактивности пищеварительных желез, расположенных вокруг указанных органов, прослеживается разнообразие, которое обусловлено: во-первых, адаптацией к условиям своей локализации в организме хозяина; во-вторых, связано с генетическими потенциями отдельных видов. 1.3. Морфофункциональные и гистохимические особенности строения кишечника (ультраструктура кишечника; секреторная деятельность кишечника) Чаще всего в области брюшной присоски (если она есть) происходит бифуркация пищевода на две ветви кишечника, которые тянутся вдоль латеральных краев тела гельминта и слепо заканчиваются, не доходя до заднего конца тела. От этой модели есть множество отклонений. У трематод, строение кишечника которых соответствует представленной модели, длина и диаметр стволов кишечника зависит от размеров и формы паразита (Ошмарин П.Г., 1959; Панин В.Я., 1984). У видов с тонким удлиненным телом кишечные стволы очень узкие со слабо развитыми стенками, а у видов с широким и массивным телом — широкие и прямые. Длина стволов сильно варьирует: они могут доходить до заднего конца тела или же соединяться, образуя единый кольцевидный кишечник — заднюю кишечную арку (Cyclocoelidae, Eucotylidae) (Гинецинская Т.А., 1968; Фейзуллаев Н.А., 1980). У трематод семейства Schistosomatidae кишечные ветви сливаются позади брюшной присоски в непарный, слепо замкнутый ствол, иногда зигзагообразный, или, как у p. Dendritobilharzia, снабженный многочисленными ответвлениями, образующими густую сеть (Гинецинская Т.А., 1968). У крупных трематод (Fasciola, Clinostomum) кишечные стволы сильно ветвятся, что имеет адаптивное значение: разветвление кишечника компенсирует затруднение доставки пищевых веществ к органам при отсутствии полостной жидкости (Беклемишев В.Н., 1937; Ошмарин П.Г., 1959). У очень мелких трематод (Lecithodendriidae, Microphallidae, Gymnophallidae), напротив, наблюдается тенденция к укорачиванию и редукции ветвей кишечника, которые иногда едва достигают переднего края брюшной присоски. У трематод p. Anenterotrema (семейства Lecithodendriidae) кишечник отсутствует вообще, и восприятие пищевых веществ осуществляется, вероятно, через тегумент, а у трематоды p. Haplocladus наблюдается редукция одной из кишечных ветвей (Гинецинская Т.А., 1968). Особым строением пищеварительной системы характеризуются трематоды подкласса Gasterostomata, у которых кишечник короткий мешковидный и следует сразу за глоткой. У большинства видов сосальщиков кишечные стволы являются слепо замкнутыми, поэтому выброс непереваренных частиц осуществляется через ротовое отверстие; реже отмечается наличие анального отверстия. Например, у представителей семейства Opecoelidae (паразиты рыб) концевые участки кишечных ветвей сливаются и открываются наружу особым отверстием (Ozaki J., 1928).
У других видов (Diploproctoidaeum, Jubilarium) каждый из кишечных стволов открывается наружу самостоятельным отверстием (Морозов Ф.Н., 1958), а у Chaunocephalus ferox и Balfouria monogama (семейство Echinostomatidae) задний отдел кишечных стволов сливается с экскреторным пузырем и выделительное отверстие функционирует как анальное. Гистологические и гистохимические особенности строения кишечной стенки являются наиболее интересным и часто обсуждаемым вопросом, которым занимались многие исследователи (ЧубрикГ.К., 1966, 1971; Резник Г.К., 1971, 1972; Начева Л.В., 1977; Ахметов К.К., 2004; Gupta A.N., 1970; Davis D., Bogitsh B.J., 1971; Тау І., 1971; Morris G.P., 1973 и др.)- Общий план строения кишечного эпителия трематод характеризуется выраженной полярностью его клеточных элементов, вследствие чего в эпителии выделяют базальную и апикальную части. Эпителий лежит на базальной мембране, под которой располагаются мышечные пучки (Gresson R.A.R, Threadgold L.T., 1959; Гинецинская Т.А., 1968). Мнения авторов по поводу строения и функции кишечника сосальщиков разноречивы, но большинство полагают, что кишечная стенка выстлана эпителиями различного характера в зависимости от вида трематоды. Согласно литературным данным у трематод можно выделить три типа эпителиальной выстилки кишечника. Первый тип состоит из клеток с микроворсинчатым покрытием на апикальной поверхности (Чубрик Г.К., 1982). Второй тип выстилки кишечника представлен ровным эпителиальным пластом, поделенным на участки (Cohn, 1904), Третий тип выстилки характеризуется тем, что имеет клеточное строение, но без микроворсинчатых образований (Чубрик Г.К., 1979). В работах многих авторов отмечается, что кишечная стенка большинства видов трематод представлена цилиндрическим микроворсинчатым эпителием (Чубрик Г.К., 1967, 1971, Панин В.Я., 1984; Начева Л.В., 1974, 1977, 1985, 1990; MiiUer W., 1923; Stephenson W., 1947; Gresson R.A.R., Threadgold L.T., 1959; Senft A.W. с соавторами, 1961; Dawes В., 1962; Halton D.W., 1966; Morris G.P., 1968; Ronde K., 1971; Hathaway R.P., 1972; Fujino Т., Ishii V., 1978, 1979). Свободная поверхность эпителиального слоя кишечной выстилки у большинства видов имеет щеточную кайму (Fujino Т., Ishii V., 1979; Начева Л.В., 1993). Наиболее вероятным является то, что они увеличивают адсорбционную поверхность (Halton D.W., 1969).
Морфофункциональные и гистохимические особенности пищеварительной системы Gastrothylax crumenifer
В передней части тела G. crumenifer располагается небольшой вытянутый орган (длиной 0.9 - 1 мм, шириной 0.5 - 0.6 мм), который некоторыми авторами называется ротовой присоской (Fischoeder F. по К.И. Скрябину, 1949; Никитин В.Ф., 1985), а другими - присоской-фаринксом (Начева Л.В., 1993). Мы считаем, что этот орган может являться видоизмененным фаринксом, на который возложена функция захвата и временного удержания пищи. В связи с этим, необходимость в прикреплении к тканям хозяина при помощи ротовой присоски, и, как следствие, в ней самой отпадает, а фиксаторную функцию берет на себя крупная задняя присоска, имеющая терминальное положение (рис. 4). Размеры задней присоски: длина 1.3 — 1.8 мм, ширина 1.2 - 1.45 мм, толщина стенки 0.7 — 0.8 мм (таблица 7). В толще стенки видоизмененного фаринкса (толщина стенки 0.24 - 0.28 мм) располагаются мелкие секреторные клетки с крупным базофильным ядром округлой формы. Цитоплазма этих клеток вакуолизирована, вакуоли мелкие. Вероятно, эти клетки являются компонентами тегументарной выстилки, секретирующими и выделяющими в полость органа слизь, компоненты которой облегчают взаимодействие с грубой растительной пищей, а также участвуют в формировании пищевого комка. В средней части фаринкса среди массы мелких клеток встречаются более вытянутые клетки грушевидной формы с удлиненными выводными протоками. Все описанные секреторные клетки характеризуются положительной реакцией при окраске ТС и БФС. Кроме того, в толще стенки обнаруживаются крупные нейросекреторные клетки с большим ядром и сильно вакуолизированной цитоплазмой (рис. 1). В стенке фаринкса G. crumenifer отмечается присутствие большого количества гликозаминогликанов, которые накапливаются в результате секреции его клеток. Доказательством этого служит интенсивная окраска АС и ТС. Положительная реакция на БФС свидетельствует о том, что мышцы глотки содержат большое количество белков (рис. 2), в том числе и сократительных. ШИК-реакция в фаринксе положительна преимущественно за счет содержания гликопротеидов, гликоген в нем не выявлен. Однако большое количество гранул гликогена локализуется в задней присоске (рис. 3). Это можно объяснить необходимостью накопления здесь больших запасов гликогена с целью получения энергии для осуществления фиксации к слизистой оболочке желудка в случае долгого голодания организма хозяина и нехватке основного источника энергии - глюкозы. Видоизмененный фаринкс переходит в небольшой пищевод длиной 0.4 - 1.1 мм и шириной около 0.29 мм, который чаще прямой, реже может S-образно изгибаться (рис. 2). Его слизистая оболочка имеет складчатый характер, а стенки утолщены за счет мышечных волокон (рис. 6). Пищеварительные железы вокруг пищевода располагаются небольшими островками, по форме напоминающими гроздья винограда.
Секреторные клетки, входящие в состав каждого островка, лежат настолько близко друг к другу, что создается картина их группового расположения (рис. 5, 6). Тогда как в действительности это одиночные клетки, каждая из которых имеет самостоятельный выводной проток, открывающийся в полость пищевода. Эти клетки характеризуются булавовидной формой, наличием округлого ядра и вакуолизированной базофильной цитоплазмы. Длина протоков различна, поэтому клетки располагаются на разном уровне, формируя гроздь. Ядра клеток крупные, что свидетельствует об их активном участии в процессе секреции веществ. Эти вещества по мере своего накопления выделяются в просвет пищевода и участвуют в предварительном переваривании пищевых компонентов, поступающих в пищеварительную систему гельминта. Секреторные клетки пищевода при окраске БФС проявляют положительную реакцию, что говорит об их белковой природе. Можно предположить, что эти железы являются протеолитическими, а вещества, выделяемые ими, имеют трипсиноподобный характер (Brand Т., 1952). В меньшей степени железы содержат углеводы. Пищевод переходит в парные ветви кишечника (рис. 7), которые направляются к заднему концу тела, где слепо заканчиваются, не доходя до задней присоски. Ширина кишечных стволов на всем их протяжении неодинакова и варьирует от 0.25 до 0.45 мм (таблица 7). Стенка кишечника G. crumenifer выстлана однослойным однорядным микроворсинчатым эпителием, в котором четко визуализируются его апикальная и базальная части, при этом апикальная несколько превосходит по высоте базальную (диаграмма 2, рис. 8, 9, 10). Апикальная часть кишечного эпителия состоит из тонких длинных микроворсинок, плотно прилегающих друг к другу и образующих густую щеточную кайму (рис. 8 - 10, таблица 8), в толще которой обнаруживаются мелкие вакуоли. Микроворсинки являются продолжением цитоплазмы базальной части эпителиальных клеток кишечника. Цитоплазма базальной части сетевидная, мелкозернистая. Ядра клеток, располагающиеся базально, имеют округлую или овальную форму, светлую кариоплазму, в которой хорошо видны глыбки хроматина. Следует отметить, что базальная часть образует единый эпителиальный пласт. В световой микроскоп нам не удалось обнаружить границы между клетками, и не исключено, что таковые вообще отсутствуют. Микроворсинчатая часть также представляет собой единый пласт, который четко отграничен от базальной части эпителиальных клеток (рис. 8, 10). Этот факт подтверждается и при проведении различных гистохимических окрасок. Так, при ШИК-реакции щеточная кайма окрашивается в ярко-малиновый цвет, а базальная часть и подстилающая мембрана приобретают различные оттенки розового цвета (рис. 9). Напротив, при реакции с бромфеноловым синим по Бонхегу, отмечается более яркое окрашивание базальной части, тогда как апикальная часть эпителиальных клеток имеет слабую окраску БФС (рис. 11). Это свидетельствует о высоком содержании суммарных белков в базальной части кишечного эпителия и низкой в апикальной. Альцианофилия слабо выражена в апикальной части кишечника, окраска толуидиновым синим — ортохроматическая (таблица 1). Таким образом, можно сделать вывод о том, что пласты, составляющие кишечный эпителий G. crumenifer проявляют различную гистохимическую реактивность к красителям, и, как следствие, имеют разное функциональное назначение. Высокое содержание суммарных белков при окраске БФС отмечается также в волокнах базальной мембраны и мышцах, прилегающих к стенке кишечника. При окраске по методу Маллори базальная мембрана кишечного эпителия приобретает голубой цвет, что указывает на ее коллагеновую природу.
Содержимое кишечника БФС окрашивается по-разному: темно-синий, сине-голубой и зеленый цвета, что свидетельствует о том, что в полости кишечника могут находиться белковые комплексы разного характера. При ШИК-реакции содержимое кишечника окрашивается интенсивнее, чем кишечный эпителий. Окраска гематоксилин - эозином, кармином и по оригинальному методу Маллори показывают наличие в химусе кишечника гельминта ядер, что, говорит о возможном присутствии в его полости простейших-симбионтов, обитающих в желудке хозяина. Кроме того, в концевых участках кишечника нами обнаружены комочки неопределенной формы, которые, мы считаем, представляют собой непереваренные остатки инфузорий, заглатываемых гельминтом из желудка крупного рогатого скота (рис. 12 г). Подобный факт ранее был отмечен в 1967 году М.З. Готовцевой при изучении парамфистомат. По мере заполнения кишечника гельминта пищевым субстратом пищеварение сначала осуществляется по типу пристеночного, то есть расщепление происходит за счет ферментов тех вакуолей, которые обнаруживаются на конце микроворсинок эпителиальных клеток (рис. 13 а). Затем наблюдается фокальное отторжение апикальной части эпителия в полость кишечника, где осуществляется полостное пищеварение. При этом наблюдается практически полное заполнение просвета кишечника паразита (рис. 136, 14). После этого происходит физиологическое обновление эпителиального пласта и лизис отработанных структур. Основным типом секреции клеток кишечного эпителия у G. crumenifer мы считаем апокриновый, так как в данном случае происходит отторжение только апикальной части эпителиальных клеток, тогда как базальная часть остается нетронутой (рис. 12 а, в, 14). Вблизи кишечной стенки со стороны паренхимы располагаются клетки секреторно — трофического типа, названные Л.В. Начевой (1993) энтеротрофоцитами (рис. 12 б, в), которые у G. crumenifer развиты довольно слабо по сравнению с другими видами парамфистомат. Их морфофизиология неоднозначно проявляется на протяжении кишечника, что связано с особенностями функциональной активности клеток его эпителия.
Морфофункциональные и гистохимические особенности пищеварительной системы Pegosomum saginatum
Результаты проведенных нами исследований показали, что ротовая присоска P. saginatum редуцирована и единственным мышечным органом на переднем конце тела является фаринкс (рнгс. 22). Ротовое отверстие диаметром 1.2 мм, его просвет имеет треугольную форму. Адоральный диск головного отдела у сосальщика этого вида покрыт 20-21 шипами, причем угловые шипы крупнее. Судя по интенсивной окраске при ШИК-реакции, шипы имеют в своем составе большое количество углеводов. Замечено, что при окрашивании по оригинальному методу Маллори шипы приобретают яркий красно-оранжевый цвет, что говорит о наличии липоидного компонента, который вместе с углеводами образует гликолнпидный комплекс. Фаринкс достаточно крупный, продольно - овальный, длиной 0.45 - 0.56 мм и шириной 0.28 - 0.37 мм. Его стенки мощно развиты благодаря мышечным волокнам. Фаринкс содержит крупные нейросекреторные клетки, которые выполняют нейрорегуляторную функцию пищеварительной системы. Клетки имеют вакуолизированную цитоплазму и крупное ядро, располагающееся по периферии. Гистохимически фаринкс и брюшная присоска проявляют положительные реакции при окраске ЬФС и ТС, а также характеризуются фуксинофилией (таблица 2, 3). От фаринкса отходит длинный извилистый пищевод, длиной 2.45 - 2.82 мм и шириной около 0.2 мм, который имеет слизистую оболочку; его стенки содержат мышечные волокна, что подтверждается положительной реакцией при окраске с БФС. В паренхиме вокруг стенки пищевода лежат одиночные мелкие клетки конической формы (рис. 22). Цитоплазма клеток вакуолизирована; ядро средних размеров, базофильное, а по Маллори окрашивается в красный цвет. Пищевод перед брюшной присоской делится на две кишечные ветви, которые направляются к заднему концу тела, где слепо заканчиваются (рис. 28 а, б). По ходу кишечник образует три больших изгиба: первый находится на уровне брюшной присоски, второй - более мощный - между яичником и верхним семенником (рис. 24, 26), третий — между семенниками (рис. 25, 27). Ширина кишечных ветвей на всем их протяжении неодинакова: вблизи места бифуркации 0.21 мм, к середине — до 0.33 мм. Эпителий кишечных ветвей P. saginatum состоит из клеток с выраженной полярностью (рис. 29). Базальная часть клеток представлена исчерченной цитоплазмой с мелкими ядрами и крупными ядрышками в кариоплазме. Базальная мембрана состоит из множества тонких коллагеновых волокон, окрашивающихся в сине-голубой цвет по методу Маллори (рис. 30). Апикальная часть клеток эпителия в период покоя в 2,5-3 раза превышает базальную часть по величине (диаграмма 2) и образует толстые ворсины конической формы с колбообразными расширениями в области апекса.
Во время функциональной активности высота ворсин различается, что свидетельствует о разной стадии секреции отдельных участков кишечного эпителия пегосомы. Каждая ворсина состоит из мелкозернистой цитоплазмы и включает в своем основании несколько клеток (рис. 29, 30). Верхушка ворсины, накапливая ферменты, вакуолизируется. В период функциональной нагрузки кишечная полость пегосом заполнена кровью, клеточные элементы которой четко определяются, особенно эритроциты с ядрами (рис. 32, 33). Этот факт подтверждается различными гистологическими и гистохимическими методами окрашивания. На начальных этапах пищеварение носит пристеночный характер, - элементы крови хозяина (цапли) атакуют ворсины, обволакивают их, вызывая тем самым выделение ферментов клетками — энтероцитами (рис. 34 б, в, 35). Затем происходит отделение ворсин от базальной части кишечного эпителия вместе с перевариваемым субстратом. При этом наблюдается фрагментация ворсин по всей их длине, с последующим лизисом в полости кишечника, то есть наблюдается полостное пищеварение (рис. 38). Секреция клеток кишечного эпителия у пегосом осуществляется с разрушением энтероцитов по апокриновому типу с переходом на некоторых участках в макроапокриновый (рис. 36, 37). Вокруг кишечника, со стороны паренхимы, располагаются уплощенные клетки, которые, мы полагаем, являются энтеро-трофоцитами (рис. 29). Эти клетки, вытянувшись вдоль кишечной стенки, образуют узкую однорядную зону. Их цитоплазма вакуолизирована и содержит небольшое количество мелких зернистых включений, которые интенсивно окрашиваются фуксином при окраске по Маллори. Гистохимически энтеротрофоциты проявляют положительную толуидино- и бромфенолофилию. При ШИК - реакции они окрашивались в ярко-малиновый цвет (таблицы 2, 3). Стенки этих клеток окружены тонкими волокнами, образуя густую сеть, переплетаясь с ячейками паренхимы. Кроме того, максимальная выраженность объема этих клеток наблюдается в период функционального спокойствия и на начальных этапах процесса пищеварения. В паренхиме вблизи кишечной стенки присутствуют крупные одиночные клетки нейросекреторного типа. Они имеют веретеновидную форму, небольшое ядро и зернистую цитоплазму. Вероятно, эти клетки выполняют нейрорегуляторную функцию. Гистохимическая реактивность энтероцитов была различной. При реакции с толуидиновым синим (рН 11,0) тотальная фиолетовая окраска проявлялась на всем протяжении эпителия кишечника. При низких значениях рН 4,2-3,0 - окраска ТС ослабевала и
метахроматический эффект изменял свой цветовой спектр до сиренево-розового. При реакции с БФС по Бонхегу выявлялся контраст окраски: энтероцнты с ворсинками приобретали зеленоватый цвет; верхушка ворсин имела ярко-голубой цвет с четко определяемыми прозрачными вакуолями округлой формы; ядра в базальной части и волокнистая мембрана энтероцитов окрашивалась в синий цвет; прилежащие уплощенные клетки паренхимы типа энтеротрофоцитов содержали рыхлый секрет зеленоватого цвета. Содержимое кишечника окрашивалось в зеленоватый цвет. Специфичность реакции БФС указывает на присутствие кислых белковых комплексов, например, гликопротеидов. При ШИК-реакции проявлялась интенсивная окраска на протяжении всех частей эпителия кишечника (таблицы 2, 3). Результат гистохимических реакций, показывающих насыщенность окраски энтероцитов, может быть обусловлен образованием белок-полисахаридного комплекса, так как некоторые кислые мукополисахариды (гепарин, гепарин-моносульфат) при соединении с белком проявляют свойства антикоагулянтов. Наличие эритроцитов крови может быть косвенным доказательством того, что кровь в кишечнике паразита не сворачивается и постепенно расщепляется его ферментами.
В тоже время содержание в эпителии кишечника кислых белков в комплексе с кислыми углеводами придает клеткам устойчивость к химическому воздействию крови хозяина. 4.3. Морфофизиологические и биологические особенности трематоды вида Parafasciolopsis fasciolaemorpha возбудителя парафасциолопсоза лосей Трематода Parafasciolopsis fasciolaemorpha (Ejsmont, 1932), являющаяся представителем семейства Fasciolidae (RailHet, 1895), имеет листовидное тело и мелкие размеры: длина 2.0 — 4.5 мм, ширина 0.7 - 2.0 мм, толщина около 0.5 мм. Биология этого сосальщика и его влияние на организм дефинитивного хозяина были изучены В.Ф. Литвиновым и Н.Ф. Карасевым и приведены в их работе «Трематодозы диких копытных Белоруссии» в 1981 году. P. fasciolaemorpha паразитирует в желчных протоках печени лосей, оленей и косуль, вызывая заболевание - парафасциолопсоз. Наиболее часто это заболевание встречается у лосей (Alces alces L.), в популяции которых поражается около 57 % особей. Заражение животных происходит путем заглатывания адолескариев паразита при питье воды из непроточных, хорошо прогреваемых водоемов. Интенсивность инвазии обычно составляет 3—4 тыс. паразитов в печени одного животного, реже 22 — 23 тыс. (Литвинов В.Ф., Карасев Н.Ф., 1981), а иногда — до 114 800 экземпляров (Казлаускас Ю., Шлейкус П., 1962). Вес печени при этом достигал 75 кг, при норме у взрослых лосей от 2.0 до 6 кг. Мы полагаем, что подобная большая численность этих сосальщиков и многократное увеличение массы печени лосей может наблюдаться только в случае суперинвазии. Помимо этого, существует возрастная вариативность к заболеванию: лоси старше 6 лет поражаются чаще — 80 %, тогда как молодняк - около 42 % (Литвинов В.Ф., Карасев Н.Ф., 1981). Заболевание парафасциолопсозом у лосей протекает хронически: больные животные отличаются низкой упитанностью, у них происходит увеличение печени и изменение ее конфигурации. Тем не менее, Литвинов В.Ф. (1981) отмечает, что иногда, даже при интенсивной инвазии (до 10 000 паразитов) никаких патологических отклонений не было. На основании этого им был сделан вывод, что изменения в печени зависят не столько от количества паразитов, сколько от длительности их паразитирования данной эндостации. Эти нарушения приводят к тяжелому заболеванию дефинитивного хозяина и, зачастую, к гибели.
Морфофункциональные и гистохимические особенности пищеварительной системы Stichorchis subtriquetrus
Результаты проведенных нами исследований показали, что ротовая присоска S. subtriquetrus хорошо развита, имеет слабо выраженные, слепо замкнутые дивертикулы и сфинктер у своего переднего конца (рис. 48). Дно ротовой присоски представляет собой фаринкс (длиной 0.8 - 1.4 мм, шириной 0.4 - 1.4 мм), за которым следует короткий пищевод, длиной 0.4 - 1.2 мм (рис. 48, 49). Стенка ротовой присоски и фаринкса имеет тегументарную выстилку. В пищеводе хорошо выражена слизистая оболочка, которая проявляет бромфенолофилию и положительно окрашивается при ШИК-реакции (рис. 48, 49). Вокруг пищевода на разном уровне располагаются многочисленные одиночные клетки колбообразной формы с длинными протоками (рис. 52), показывающие толуидино-, бромфенолофилию и отрицательную ШИК-реакцию. По периферии этих клеток располагаются железы, состоящие из группы 4-6 конических клеток, плотно прилегающих друг к другу, без выводного протока (рис. 53). Клетки имеют гомогенно окрашенную цитоплазму при реакции с БФС, что указывает на наличие суммарных белков, а умеренная ШИК-реакция свидетельствует о присутствии углеводного компонента. Вокруг желез располагается интерстициальная ткань, состоящая из многочисленных длинных извитых каналов, расходящихся в разные стороны, которые образуют плотный контакт со стенкой пищевода и соединяют железы с ячейками паренхимы и лимфатическими сосудами (рис. 51, 53). Одиночные секреторные клетки и железы образуют вокруг пищевода единый комплекс, который ограничен тонкой волокнистой мембраной. Около железистого комплекса в паренхиме располагаются крупные нервные клетки, обладающие четкой сетевидной цитоплазмой, богатой белками. Мы считаем, что эти клетки являются нейросекреторными и вместе с железами образуют вокруг пищевода морфофункциональный комплекс, обеспечивающий нейрогуморальную регуляцию паразита. Пищевод ведет в кишечную арку, переходящую в две кишечные ветви шириной до 1 мм. Ветви латерально тянутся вдоль тела и слепо заканчиваются у его заднего конца (рис. 54, 55). Кишечник стихорхов выстлан однослойным микроворсинчатым эпителием. Клетки эпителия плотно прилегают друг к другу и границы между ними не определяются в световом микроскопе. Эпителий кишечника четко разграничивается на базальную и апикальную части с многочисленными развитыми микроворсинками (рис. 57).
Высота апикальной части в 2 раза превышает базальную (диаграмма 2), содержащую ядра, которые проявляют базофилию и окрашиваются по Маллори в красный цвет. Базальная мембрана состоит из тонких волокон, имеющих коллагеновую природу, которая подтверждается голубой окраской по Маллори (рис. 63 а). Апикальная часть клеток кишечного эпителия стихорхов способна вакуолизироваться с образованием в полости кишечника крупных пищеварительных вакуолей с зернистыми включениями и без них, окруженными фрагментами микроворсинок (рис. 58, 60, 62). Микроворсинки, выбрасывая ферменты, отторгаются и участвуют в полостном пищеварении (рис. 61). Последовательность их отторжения была прослежена нами на серии гистологических препаратов (рис. 63 а — г). Секреция клеток кишечного эпителия осуществляется по макроапокриновому типу с переходом на некоторых участках в голокриновый (таблица 8), Отдельные составляющие кишечного эпителия S. subtriquetrus проявляют различную гистохимическую реактивность к красителям (таблица 4). При реакции с БФС, максимальное темно-синее окрашивание наблюдается в ядрах базальной части эпителия и мышцах кишечной стенки, что указывает на большое содержание в них суммарных белков. Менее интенсивное окрашивание отмечено в апикальной части и цитоплазме базального отдела энтероцитов. Содержимое кишечника приобретает сине-зеленые оттенки, что свидетельствует о присутствии в его просвете белковых комплексов разного характера (рис. 58). При ШИК-реакции наиболее реактивной зоной является апикальная микроворсинчатая часть эпителия, что говорит о наличии в ней гликозаминогликанов. В цитоплазме проксимального отдела эпителия и в мышцах стенки кишечника наблюдается слабое окрашивание. В общей массе с пищевым детритом у основания микроворсинок выявляется небольшое количество полисахаридных зерен, положительно окрашивающихся реактивом Шиффа. Толуидинофилия в кишечном эпителии проявляется тотально (рис. 56), с метахроматическим эффектом в апикальной зоне (таблица 4). Это свидетельствует о высокой проницаемости микроворсинчатой части эпителия и содержании в кишечной стенке гликозаминогликанов, которые вместе с гликопротеидами участвуют не только в пищеварении, но и способствуют процессам терморегуляции и транспортировки гидрофобных веществ через мембрану эпителия. Вокруг кишечника у S, subtriquetrus в паренхиме в один ряд располагаются секреторно-трофические клетки - энтеротрофоциты, которые имеют светлую оксифильную вакуолизированную цитоплазму (рис. 57, 61, 62) и проявляют бромфеноло-, толуидино-и фуксинофилию (таблица 4), что указывает на их активную секреторную деятельность. Нами замечено, что морфофизиологи-ческое состояние энтеротрофоцитов тесно связано с функциональной активностью клеток кишечного эпителия.
В начале пищеварения наблюдается набухание энтеротрофоцитов за счет скопления в них белкового секрета, что подтверждается положительной окраской с БФС, а затем уменьшение их размеров после выброса накопленных веществ. Последний этап совпадает с периодом отторжения микроворсинок кишечного эпителия. Со стороны паренхимы, вплотную к кишечной стенке у S. subtriquetrus, также как и у G. crumenifer, подходят лимфатические сосуды, образуя вокруг ветвей кишечника разветвленную сеть каналов разного диаметра (рис. 60, 61). Содержимое лимфатических сосудов проявляет положительную реакцию при окраске БФС и ТС. 5.3. Морфофизиологическне и биологические особенности трематоды вида Plagiorchis eutamiatis zibethicus — паразита кишечника ондатры Plagiorchis eutamiatis zibethicus (Vassiliev, 1939), являющийся представителем семейства Plagiorchiidae (Luhe, 1901), характеризуется вытянутым, плоским телом эллипсоидной формы и мелкими размерами: длина тела 0.89 - 2.90 мм, ширина 0.38 - 0.88 мм. Этот сосальщик паразитирует в тонком отделе кишечника ондатры, вызывая заболевание — плягиорхоз. Хотя окончательный хозяин плягиорха - ондатра - и является исключительно растительноядным зверем; все же изредка, как отмечает B.C. Кудряшов (1975), в случае нехватки микроэлементов, отмечается потребление и животных кормов: чаще всего моллюсков, личинок и имаго стрекоз - p. Aeschna, p. Sympetrum, p. Lestes, при поедания которых и осуществляется заражение. Интенсивность инвазии невелика - 0.8 % (Губанов Н.М., Федоров К.П., 1976), что может свидетельствовать, во-первых, о «молодости» этой паразитарной системы; во-вторых, об отсутствии экологических факторов, способствующих ее развитию. Жизненный цикл трематоды P. eutamiatis zibethicus до конца не изучен, но на основании данных, полученных при изучении доступной литературы по биологии близкородственных видов, мы считаем, что его схема может быть следующей (схема 6). Предположительно, общий цикл развития гельминта от яйца до мариты длится около 50-60 дней. Оптимальная температура для развития мирацидия в яйце 18-24С, стадия свободного мирацидия отсутствует. Метацеркарии трематод p. Plagiorchis не инцистируются, оставаясь подвижными в организме 2-го промежуточного хозяина (Шульц Р.С., Гвоздев Е.В., 1972), что заметно ускоряет время их созревания.
